文档介绍：第六节
清洁添加剂及替代燃料
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车用
替代燃料
醇类燃料
气体燃料
(天然气、
液化气)
燃料电池
生物柴油
车用
乙醇汽油
车用
乙醇柴油
车用
甲醇燃料
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近年来,传统能源供应趋紧、温室气体减排压力不断增大,发展替代能源已成为世界共识。大力发展替代能源、改善能源结构已成为保障我国能源安全的必然选择。
特别地,发展车用替代燃料是推进能源替代工程的重要组成部分。燃料作为新型替代能源,无论是直接使用如甲醇汽油,还是在工业及民用使用上,均具有较好的发展前景。
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(一)醇类燃料
使用甲醇或乙醇来减少汽油的消耗,利用排气余热提高热效率,作为将来的醇类燃料发动机或节能发动机的一个系列,是值得关注的。
醇类燃料汽车:是利用醇类燃料做能源驱动的汽车。醇类燃料是指甲醇和乙醇,都属于含氧燃料。
以甲醇为燃料的汽车称为甲醇汽车,以乙醇为燃料的汽车称为乙醇汽车。
醇类燃料可以与汽油或柴油按一定比例配制而成混合燃料,亦可以直接采用醇类燃料作为发动机的燃料。
作为醇类燃料的推广,主要困难是甲醇产量较低,成本稍高;甲醇有毒,公众不易接受;具有较强腐蚀性等。随着技术的进步,醇类燃料将有很大的发展使用空间。
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1、车用乙醇汽油
美国是最早开展车用乙醇燃料研究和应用的国家之一。
汽车用乙醇汽油作为一种清洁的发动机燃料油具有以下优点:
①辛烷值高,抗爆性能好。
②车用乙醇汽油的使用可有效的降低汽车尾气排放,改善能源结构。
③燃料乙醇的生产资源丰富,技术成熟。
汽车用乙醇汽油在燃烧值,动力性和耐腐蚀性上的不足:
①乙醇的热值时常规定用汽油的60%,据有关资料的报道,若汽车不作任何改动就使用含乙醇10%的混合汽油时,发动机的油耗会增加5%。
②乙醇的汽化潜热大,理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。影响混合气的形成及燃烧速度,导致汽车动力性,经济型,及冷启动性的下降,不利于汽车的加速性。
③乙醇在燃烧过程中会产生乙酸,对汽车金属特别是铜有腐蚀作用。
④乙醇时一种优良溶剂,易对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀、溶涨、软化或龟裂作用。
⑤乙醇易吸于水,车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后,容易发生液相分离。
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2、车用乙醇柴油
对含5%~15%无水乙醇与柴油的混合燃料进行了实验研究,油品主要存在如下问题:
1、润滑性能下降; 问题解决:加入抗磨剂解决;
2、十六烷值降低; 问题解决:十六烷值助剂解决;
3、储存稳定性不好; 问题解决:助溶剂或乳化剂解决;
4、闪点下降太多; 问题解决:暂时还未得到有效解决;
注:闪点是确保液体燃料储运安全和防火的重要指标,对发动机的操作性能没有直接影响。当无水乙醇加入到柴油中时,混合燃料的闪点会降低。因此在使用车用乙醇柴油时,应专门制定出储存、装卸、分发等方面的安全规程。
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3、车用甲醇燃料
甲醇:是一种易燃易挥发的无色透明液体, 有酒精气味,燃烧时无烟有蓝色火焰。能与多种化合物形成共沸混合物。能与水、乙醇、***、苯和其他有机溶剂混溶。溶解性能优于乙醇,能溶解多种无机盐类,易燃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,有毒,一般误饮15ml可致眼睛失明,一般致死量为100~200ml。辛烷值高,抗爆性能好,其生产原料非常广泛,产品的运输、储存、分装加注和使用,甲醇燃料除了具有良好的燃烧性能和环保效果外,更重要的是产品价格以及储运等费用方面也具有竞争优势,因此市场前景看好。
20世纪70年代第二次世界石油危机后,世界各地从寻找替代燃料的目的出发,纷纷开展了掺甲醇汽油或纯甲醇代替车用汽油的研究工作。
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(二)气体燃料
气体燃料具有下列优点:
(1)可用管道进行远距离输送;
(2)不含灰分;
(3)着火温度较低,燃烧容易控制;
(5)可经过预热以提高燃烧温度;
(6)可利用低级固体燃料制得。
(7)是一种优质、高效、清洁的燃料;
(7)其着火温度相对较低,火焰传播速度快,燃烧速度快,燃烧非常容易和简单,很容易实现自动输气、混合、燃烧过程。
气体燃料的缺点是:所用的贮气柜和管道,要比相等热量的液体燃料所用的大得多。
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(三)燃料电池
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
燃料电池具有以下特点:
(1)能量转化效率高,可直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程。
(2)负荷响应快,运行质量高,燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率。
(3)燃料适用范围广。
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(四)生物柴油
生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和